[发明专利]一种纯化柱过滤棉封盖自动焊接装置及其方法

权利要求书

1.一种纯化柱过滤棉封盖自动焊接装置，包括滤芯上料机构、封盖上料机构、橡胶圈上料机构、加热机构、自动控制系统、橡胶圈储存机构和过渡输送机构，其特征在于，所述封盖上料机构和加热机构位于滤芯上料机构的一侧，橡胶圈上料机构位于滤芯上料机构的另一侧，过渡输送机构用于连接滤芯上料机构、封盖上料机构、橡胶圈上料机构、加热机构，且过渡输送机构与滤芯上料机构垂直设置；所述滤芯上料机构包括滤芯存料箱、滤芯上料支架、转动架和输送带；所述滤芯存料箱为一矩形箱体，该滤芯存料箱顶部开设有进料口，进料口处通过铰链转动连接有箱门，滤芯存料箱的底部开口设置，所述滤芯存料箱的前后两侧底部均开设有竖直设置的矩形的开口；滤芯存料箱底部设有滤芯上料支架，滤芯上料支架包括首部支架和尾部支架，首部支架和尾部支架的顶部之间固定连接有中部支架，首部支架和尾部支架上均转动连接转动架，转动架之间连接有输送带；滤芯存料箱位于尾部支架顶部，滤芯存料箱的前板和后板与尾部支架固定连接；

所述转动架包括正八边形的端部框和框连接板，端部框设有两个，且两个端转动架部框之间通过框连接板焊接连接，端部框内固定连接有第一转轴，第一转轴两端均连接有第一轴承，第一轴承固定安装在第一轴承座内，第一转轴通过第一轴承与第一轴承座转动连接，第一轴承座通过螺栓固定安装在首部支架和尾部支架上；

同时位于首部支架上的第一转轴的一端穿出第一轴承座且固定连接有从动带轮，首部支架底部固定安装有第一输送带电机、减速器，第一输送带电机的输出轴通过联轴器与减速器的输入轴固定连接，减速器的输出轴上固定安装有主动带轮，主动带轮通过传动皮带驱动连接有从动带轮；

所述中部支架固定安装有第二轴承座，第二轴承座通过第二轴承转动连接有辅助轴，辅助轴上固定连接有辅助辊，辅助辊用于负荷位于中部支架上的输送带所受的重力，以保证输送带的平直；

所述输送带由若干输送板连接而成，输送板之间转动连接，输送板为矩形板状或者矩形框状，所述输送板的顶部焊接有弧形夹料板；弧形夹料板的内侧呈圆弧形，同时相邻的输送板上的弧形夹料板对应设置；

所述封盖上料机构包括振动盘和直线送料器，振动盘包括振动底盘和料斗盘，直线送料器的末端设置有抓取机构，抓取机构包括升降杆和位于升降杆上的若干抓取单元，抓取单元包括第一卡爪、第二卡爪和卡爪安装座，第一卡爪和第二卡爪相互对称设置，且第一卡爪和第二卡爪均为相互对称设置的圆弧形，且第一卡爪和第二卡爪的弧度之和小于360°；同时第一卡爪的顶部与卡爪安装座底部的一侧固定连接，第二卡爪的顶部与卡爪安装座底部转动设置，其中卡爪安装座底部的另一侧固定安装有第一气缸，第一气缸的输出轴转动连接第二卡爪的中部，第一气缸动作带动第二卡爪，第一卡爪、第二卡爪将封盖夹持住；

所述过渡输送机构包括机架，机架上固定安装水平输送机构，水平输送机构上安装有垂直升降机构，其中水平输送机构包括顶部支架，顶部支架与机架顶部固定连接，且顶部支架底部设有导轴和螺杆，导轴和螺杆上安装有水平移动平台；所述导轴上滑动连接有直线轴承，导轴的左右两端通过螺钉与顶部支架固定连接；

所述螺杆两端通过圆锥滚子轴承与顶部支架转动连接，顶部支架上开设有与圆锥滚子轴承适配的轴承安装孔，螺杆的右端穿出轴承安装孔，且螺杆的一端固定连接有步进电机的输出轴；通过步进电机带动螺杆转动，螺杆上螺纹连接有传动螺母，螺杆的螺纹升角小于螺杆和传动螺母之间的当量摩擦角，螺杆和传动螺母之间可以自锁，即只可以由螺杆驱动传动螺母位移；

所述水平移动平台内分别竖直开设有用于固定安装直线轴承和传动螺母的直线轴承安装孔和传动螺母安装孔，可通过螺杆转动驱动传动螺母左右位移，从而带动水平移动平台实现水平移动；

垂直升降机构包括第二气缸，第二气缸固定安装在水平移动平台底部，第二气缸的输出轴上固定安装有升降杆，通过第二气缸的伸缩来控制抓取单元的升降；

所述加热机构为若干安装在机架底部的电加热器，且电加热器设有若干个，若干电加热器固定安装在加热器安装座上，加热器安装座固定安装在机架上；

所述橡胶圈储存机构包括若干橡胶圈放置槽，该橡胶圈放置槽内自下而上有序放置有橡胶圈；

所述自动控制系统包括相互电连接的控制单元、检测单元、运动控制器和执行单元；

所述控制单元为工控机，用于系统总体调度和人机交互，连接有显示器，用于系统人机交互界面显示；

所述检测单元由第一传感器、第二传感器、第三传感器和第四传感器；用于滤芯和封盖的视觉检测；其中第一传感器位于弧形夹料板的内侧用于检测弧形夹料板是否夹取物料；其中第二传感器位于水平移动平台底部，用于检测夹取封盖的运动位置；第三传感器位于橡胶圈储存机构上方，检测抓取单元抓取橡胶圈，第四传感器位于输送带的末端用于检测滤芯和封盖是否安装完好；

所述运动控制器负责运行PLC程序和执行单元运动程序，完成执行单元运动工作流程和时序控制；

所述执行单元包括第一输送带电机、振动盘、直线送料器、第一气缸、步进电机、第二气缸以及电加热器；

所述纯化柱过滤棉封盖自动焊接装置的自动焊接方法，包括以下步骤：

S1、通过操作人员打开箱门将滤芯料竖直码放在滤芯存料箱内，第一输送带电机带动转动架转动，转动架带动输送带行进，单个滤芯落入相邻的输送板上对应设置的弧形夹料板之间，且有且仅有单个滤芯落入对称设置弧形夹料板之间，滤芯被弧形夹料板带出滤芯存料箱，完成了滤芯的有序出料和滤芯的固定；输送带是间歇性运动，操作人员根据检测单元的反馈可调整滤芯位置；

S2、工控机控制振动盘和直线送料器输出封盖料，然后抓取单元从直线送料器上批量抓取封盖，垂直升降机构驱动抓取单元上行，水平输送机构驱动抓取单元水平运动；

S3、待抓取单元行进至电加热器上方时，水平输送机构暂停行进，垂直升降机构驱动抓取单元下行，封盖被电加热器加热；

S4、加热完毕后，垂直升降机构驱动抓取单元上行，水平输送机构继续行进至弧形夹料板内的滤芯的上方，垂直升降机构下行将封盖压装在滤芯，完成滤芯封盖的焊接；

S5、抓取单元打开，垂直升降机构驱动抓取单元上行，水平输送机构继续行进至橡胶圈储存机构，抓取单元合并插入橡胶圈内，然后抓取单元打开撑开橡胶圈，然后垂直升降机构驱动抓取单元上行，水平输送机构复位行进至压装完毕封盖上方，抓取单元对其封盖，垂直升降机构驱动抓取单元下行，然后抓取单元合并，橡胶圈从抓取单元上脱落至封盖的侧壁；

S6、完成组装后的滤芯，被输送带输送至尾端，此时对应设置的弧形夹料板打开，滤芯落入准备好的料箱内。